INA333AIDRGR 产品概述

一、产品简介

INA333AIDRGR 是德州仪器（TI）推出的一款超低功耗、高精度仪表放大器，采用三运放架构并集成了高精度的内部电阻网络，适合用于微小差分信号的精密测量。器件支持单电源 1.8V 至 5.5V 工作，或在对称双电源范围内工作，具有轨到轨输出能力、极低的输入偏置电流和输入失调电压，因而在低功耗便携式测量、桥式传感器、医疗仪器和工业数据采集等场合表现优秀。封装为 DFN-8-EP (3 x 3 mm)，便于在尺寸受限的系统中实现良好的热性能和布板布局。

二、主要电气参数（关键指标）

• 放大器数：三路（仪表放大器内部三运放架构）
• 共模抑制比（CMRR）：100 dB（高共模抑制，降低共模误差）
• 输入偏置电流（Ib）：典型 70 pA（极低偏流，适合高阻传感器）
• 输入失调电压（Vos）：典型 25 µV（极低失调，减小零点误差）
• 输入失调电流（Ios）：50 pA
• 输入失调电压温漂（Vos TC）：100 nV/℃（极小的温漂）
• 噪声密度（eN）：50 nV/√Hz @ 1 kHz（低噪声，利于小信号测量）
• 压摆率（SR）：0.16 V/µs（低速但稳定，适合低频应用）
• 输出电流：5 mA（有限驱动能力，合适高阻负载）
• 轨到轨输出：支持接近电源轨的输出摆幅
• 静态电流（Iq）：50 µA（极低功耗，利于电池供电设备）
• 稳定时间（Settling time）：50 µs（到一定精度所需时间）
• 工作温度范围：-40 ℃ 至 +125 ℃（工业级）
• 最大电源宽度（Vdd - Vss）：5.5 V（单电源最高 5.5 V）
• 单电源工作范围：1.8 V ~ 5.5 V
• 双电源工作建议范围：-2.75 V ~ -0.9 V 和 0.9 V ~ 2.75 V（对称或近对称供电时的有效区间）

三、增益设置与典型公式

INA333 通过外部增益电阻 RG 调整整体增益，器件内部集成精密电阻网络使增益精度高、温漂小。常用增益关系为：

• 增益 G = 1 + (50 kΩ / RG) 说明：选择合适的 RG 即可获得所需放大倍数。例如，欲得 G = 101，则 RG ≈ 50 kΩ / (101 - 1) = 500 Ω。

四、应用场景

• 桥式传感器与称重模块（应变片 / 称重角度测量）
• 医疗前端信号链（例如低频生物电测量、便携式监测设备）
• 工业过程控制与数据采集（低漂移、耐高温环境）
• 热电偶和温度传感器的差分放大器
• 电池供电与远程传感节点（极低静态电流有利于延长寿命）

五、设计要点与布局建议

• 电源与接地：为获得最佳噪声与失调性能，应在芯片电源引脚附近紧贴去耦电容（如 0.1 µF 与 1 µF 组合），并保证良好接地回流路径。
• 输入滤波：对低频测量建议在输入端加入差分RC滤波，以抑制工频干扰并改善系统稳定性；注意与输入偏置电流匹配，避免产生偏置电压误差。
• 增益电阻布局：RG 应放置靠近器件相应引脚，以减小寄生电感电容影响，且使用低温漂电阻以保持长期稳定性。
• 热散与封装：DFN-8-EP 带有热沉焊盘，可通过焊盘将热量传导至 PCB 大铜区域，帮助维持温度稳定，从而降低漂移。
• 驱动负载考虑：输出电流约 5 mA，若需驱动低阻或长线缆负载，需在后级增加缓冲放大器或选用驱动能力更强的器件。

六、优缺点与注意事项

优点：

• 极低的偏置电流与输入失调电压，低噪声，适合微弱差分信号测量；
• 极低静态电流，适合电池供电和远程节点；
• 宽工作温度与高共模抑制，满足工业级要求。

缺点与权衡：

• 压摆率较低（0.16 V/µs），不适合高速快速变化信号的场合；
• 输出驱动能力有限（5 mA），需注意驱动负载和后级接口；
• 虽为轨到轨输出，但在极端负载或接近电源轨时仍有小幅输出限制，应在系统设计中留出裕量。

总结：INA333AIDRGR 是一款面向低频、高精度、低功耗测量应用优化的仪表放大器，凭借其优良的静态参数和稳定性，非常适合精密传感前端与电池供电的便携式测量系统。根据具体系统需求在增益、滤波与后级驱动上做出相应设计，即可发挥其最佳性能。